2023版高考物理總復(fù)習(xí)之加練半小時(shí)-第三章-微專題22-動(dòng)力學(xué)中的圖像問題

微專題22動(dòng)力學(xué)中的圖像問題1．兩類問題：一類問題是從圖像中挖掘信息，再結(jié)合題干信息解題；另一類是由題干信息判斷出正確的圖像.2.兩種方法：一是函數(shù)法：列出所求物理量的函數(shù)關(guān)系式，理解圖像的意義，理解斜率和截距的物理意義；二是特殊值法：將一些特殊位置或特殊時(shí)刻或特殊情況的物理量值與圖像對應(yīng)點(diǎn)比較．1．(多選)一物塊靜止在粗糙程度均勻的水平地面上，在0～4s內(nèi)所受水平拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像如圖甲所示，在0～2s內(nèi)的速度圖像如圖乙所示，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力．關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．物塊的質(zhì)量為2kgB．在4s內(nèi)物塊的位移為8mC．在4s內(nèi)拉力F做功為16JD．在4s末物塊的速度大小為4m/s答案BC解析由題圖乙可知，1～2s內(nèi)物體做勻速運(yùn)動(dòng)，故說明摩擦力大小Ff＝F＝2N；0～1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(v,t)＝eq\f(4,1)m/s2＝4m/s2，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，其中F＝6N，解得m＝1kg，故A錯(cuò)誤；2s后受到的合力大小F合＝F＋Ff＝2N＋2N＝4N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a′＝eq\f(F合,m)＝eq\f(4,1)m/s2＝4m/s2，勻減速至停止的時(shí)間t＝eq\f(v,a′)＝eq\f(4,4)s＝1s，則t＝3s末速度減為零，m＝8m，故B正確；根據(jù)動(dòng)能定理可知WF－Ffx＝0，解得WF＝2×8J＝16J，故C正確；由B中分析可知，4s末的速度大小為零，故D錯(cuò)誤．2．某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖所示，據(jù)此判斷(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個(gè)選項(xiàng)中正確的是()答案B解析由題圖可知前兩秒物體做初速度為零的勻s做正方向勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為負(fù)，且恒定，4～6s做負(fù)方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為負(fù)，恒定，6～8s做負(fù)方向勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為正，恒定，綜上分析B正確．3.在用DIS探究超重和失重的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)蹲在壓力傳感器上完成一次起立動(dòng)作，在計(jì)算機(jī)屏幕上得到壓力傳感器示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則此過程該同學(xué)重心的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的圖像最接近圖()答案A解析人在起立時(shí)，先向上加速后向上減速，先超重后失重；由F－t圖像可知，超重階段(加速階段)水平面對人的支持力先增加后減小，則根據(jù)F－mg＝ma可知，加速度先增加后減小，則v－t圖像的斜率先增加后減?。煌碛蒄－t圖像可知，失重階段(減速階段)水平面對人的支持力先減小后增加，則根據(jù)mg－F＝ma可知，加速度先增加后減小，則v－t圖像的斜率先增加后減小；則v－t圖像為A.4．(多選)如圖甲所示，一傾角θ＝30°的足夠長斜面體固定在水平地面上，一個(gè)物塊靜止在斜面上．現(xiàn)用大小為F＝kt(k為常量，F(xiàn)、t的單位分別為N和s)的拉力沿斜面向上拉物塊，物塊受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2.下列判斷正確的是()A．物塊的質(zhì)量為1kgB．k的值為5N/sC．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)D．t＝3s時(shí)，物塊的加速度大小為4m/s2答案ABD解析t＝0時(shí)，F(xiàn)f＝mgsinθ＝5N，解得m＝1kg，A正確；當(dāng)t＝1s時(shí)，F(xiàn)f＝0，說明F＝5N，由F＝kt可知，k＝5N/s，B正確；由題圖可知，滑動(dòng)摩擦力μmgcosθ＝6N，解得μ＝eq\f(2\r(3),5)，C錯(cuò)誤；由F＝μmgcosθ＋mgsinθ，即kt0＝6N＋5N，解得t0＝2.2s，即2.2s后物塊開始向上滑動(dòng)，當(dāng)t＝3s時(shí)，F(xiàn)＝15N，則F－μmgcosθ－mgsinθ＝ma，解得加速度a＝4m/s2，D正確．5．(多選)運(yùn)動(dòng)員沿豎直方向做跳傘訓(xùn)練，打開降落傘后的速度—時(shí)間圖像如圖(a)所示．降落傘用8根對稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖(b)所示，已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為64kg，降落傘的質(zhì)量為16kg，假設(shè)打開傘后傘所受阻力Ff的大小與速率v成正比，即Ff＝kv.g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A．k＝200N·s·m－1B．打開傘后瞬間運(yùn)動(dòng)員的加速度方向豎直向上C．打開傘后瞬間運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為20m/s2D．每根懸繩能夠承受的拉力至少為400N答案BD解析由題圖(a)可知，當(dāng)速度為v1＝5m/s時(shí)運(yùn)動(dòng)員勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員與降落傘整體受力平衡，此時(shí)有kv1＝m人g＋m傘g，解得k＝160N·s·m－1，故A錯(cuò)誤；打開傘后瞬間運(yùn)動(dòng)員減速下落，故加速度方向豎直向上，故B正確；打開傘后瞬間運(yùn)動(dòng)員的速度為v0＝20m/s，對運(yùn)動(dòng)員和降落傘整體有kv0－m人g－m傘g＝(m人＋m傘)a，解得a＝30m/s2，故C錯(cuò)誤；打開傘后瞬間，繩上的拉力最大，對運(yùn)動(dòng)員受力分析有FTcos37°×8－m人g＝m人a，解得每根懸繩的拉力大小FT＝400N，故D正確．6．(多選)如圖甲所示，用一水平力F拉著一個(gè)靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體．逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，(g＝10m/s2，sin37°＝0.6)．根據(jù)圖乙中所提供的信息可以計(jì)算出()A．物體的質(zhì)量B．斜面的傾角C．物體能靜止在斜面上所施加的最小外力D．加速度為6m/s2時(shí)物體的速度答案ABC解析對物體受力分析，正交分解可得，在沿斜面方向Fcosθ－mgsinθ＝ma，在垂直斜面方向FN＝Fsinθ＋mgcosθ.從題圖乙中取兩個(gè)點(diǎn)，當(dāng)F＝20N，a＝2m/s2，當(dāng)F＝30N，a＝6m/s2，代入兩式，聯(lián)立可解得m＝2kg，θ＝37°，A、B正確；物體能靜止在斜面上所施加的外力最小時(shí)a＝0，代入方程可解得F＝15N，C正確；題中未說明F隨時(shí)間的變化情況，且物體做的是變加速直線運(yùn)動(dòng)，無法求出加速度為6m/s2時(shí)物體的速度，D錯(cuò)誤．7．(多選)如圖甲所示，光滑斜面上有固定擋板A，斜面上疊放著小物塊B和木板C、木板下端位于擋板A處，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板C受到逐漸增大的沿斜面向上的拉力F作用時(shí)，木板C的加速度a與拉力F的關(guān)系圖像如圖乙所示，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g＝10m/s2，則由圖像可知()A．10N<F<15N時(shí)物塊B和木板C相對滑動(dòng)B．F>15N時(shí)物塊B和木板C相對滑動(dòng)C．木板C的質(zhì)量D．木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)答案BD解析由題圖乙可知，當(dāng)10N<F<15N時(shí)物塊B和木板C相對靜止，當(dāng)F>15N時(shí)木板的加速度變大，可知此時(shí)物塊B和木板C產(chǎn)生了相對滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；對木板和物塊的整體，當(dāng)F1＝10N時(shí)，a＝0，則F1＝(M＋m)gsinθ，當(dāng)F2＝15N時(shí)，a＝2.5m/s2，則F2－(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a，聯(lián)立方程可得M＋m＝2kg，θ＝30°，但是不能求解木板C的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因當(dāng)F2＝15N時(shí)，a＝2.5m/s2，此時(shí)物塊和木板開始發(fā)生相對滑動(dòng)，物塊和木板之間的摩擦力達(dá)到最大，則對物塊有μmgcosθ－mgsinθ＝ma.聯(lián)立方程可得μ＝eq\f(\r(3),2)，選項(xiàng)D正確．8．如圖甲所示為某游樂場的滑草場地，滑道由傾斜部分和水平部分組成，其中傾斜部分長x＝100m，與水平面傾角θ＝37°.乘客乘坐m＝5kg的滑草車從傾斜部分的坡頂由靜止開始自由下滑，最終停在滑道水平部分．空滑草車再由牽引繩索沿滑道拖回坡頂，如圖乙所示為10輛滑草車在與斜面平行的繩索牽引下沿傾斜滑道一起向上運(yùn)動(dòng)的加速度a隨牽引力F變化的圖像，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，滑草車從傾斜部分到水平部分時(shí)的機(jī)械能損失忽略不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)滑草車與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)乘客在滑道水平部分運(yùn)動(dòng)時(shí)間．答案(1)0.5(2)4s解析(1)由題圖乙可知，牽引力F＝500N時(shí)，滑草車沿傾斜滑道向上勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有F＝10(mgsinθ＋μmgcosθ)代入數(shù)